针对片上网络的低功耗互连设计
[Abstract]:Network on-chip (NoC) is a new communication method for multi-processor system on-chip (MPSoC). The system architecture based on network communication not only improves the communication efficiency, but also improves the expansibility. At the same time, the introduction of on-chip network effectively solves the problems of global synchronization, bandwidth limitation and power consumption in traditional bus SoC. However, with the gradual development of integrated circuit technology, especially after entering deep sub-micron process, non-ideal effects such as crosstalk caused by interconnection structure in NOC have brought a series of problems such as power consumption, delay and reliability. Therefore, how to design high-speed and low-power NoC interconnection structure has become one of the hot topics in the field of on-chip network design. In order to solve the power problem of interconnection in NoC, a novel low power encoding with crosstalk suppression capability is proposed. The low power part of the coding adopts the improved GM code based on the low power self-calibration code (SCG). At the same time, time coding technology is introduced to improve the ability of crosstalk suppression. A parallel serial / series-parallel conversion circuit is also added to the encoder and decoder architecture, which reduces the power consumption and saves the wiring resources by reducing the number of interconnects. The simulation results show that the power consumption of interconnect is reduced by 37.51 for 32bit random data source coding. In order to further reduce the interconnect power consumption of NoC, a design scheme combining low power coding and low swing technique is adopted. In the transmission circuit, AGM low power coding is performed first. Then, a kind of capacitive low swing transmission circuit based on charge sharing (CCS) is used to transmit the data. AGM code can effectively reduce the turnover rate of the data. The CCS circuit combines the capacitive preweighting technology with the charge sharing technology. Not only the swing of data flipping is reduced, but also the signal does not need to obtain energy from VDD during the "0 ~ 1" jump, thus the dynamic power consumption of the interconnect is reduced by half directly. At the same time, the circuit inherits the advantages of high bandwidth of capacitive preweighting circuit. In the receiving circuit, the AC coupling resistor feedback inverter (CRFI) is used to bias the signal near the VDD/2 and to convert the signal to the RZ pulse signal at the same time. Finally, the signal is restored to full swing signal by hysteresis comparator and data information is restored by AGM decoder. Based on SMIC 65nm technology, Cadence IC610 software is used to simulate it. The results show that the combination of CCS circuit and AGM coding can effectively reduce the power consumption on the interconnect and improve its ability to suppress crosstalk. Compared with the full swing circuit without AGM coding, the power consumption of AGM coding and CCS low swing circuit is about 40% and 72% respectively, while that of AGM coding and CCS low swing circuit is about 82%. At the same time, the maximum data transmission rate is further improved because of the improvement of the crosstalk suppression ability of data.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN402
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,本文编号:2205735
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